生物成長訓練：專題課題酵母細胞的固定化

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精主動成長夯基達標1。目前,酶已經(jīng)大規(guī)模地應用于各個領(lǐng)域，下列屬于應用中面臨的實際問題的是（）A.酶通常對強酸、強堿、高溫非常敏感,但對有機溶劑不敏感B.酶的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，所以催化功能很高C。酶用于生產(chǎn)時可能會混在產(chǎn)物中，影響產(chǎn)品質(zhì)量D.直接用于生產(chǎn)中的酶可以多次利用解析:A選項中酶對有機溶劑也非常敏感；B選項中，酶的結(jié)構(gòu)在強酸、強堿、高溫等條件下很容易被破壞；直接用于生產(chǎn)中的酶很難被再次利用.答案：C2.下列不屬于固定化酶在利用時的特點的是(）A.有利于酶與產(chǎn)物分離 B.可以被反復利用C.能自由出入依附的載體 D。一種固定化酶一般情況下不能催化一系列酶促反應解析：固定化酶是將酶固定在一種載體上，因此它不能自由出入依附的載體。答案:C3。能將葡萄糖轉(zhuǎn)化成果糖的酶是()A。麥芽糖酶 B。果糖酶 C.葡萄糖異構(gòu)酶 D。蔗糖酶解析：酶具有專一性，將葡萄糖轉(zhuǎn)化成果糖的酶是葡萄糖異構(gòu)酶.答案：C4.關(guān)于固定化酶中用到的反應柱理解正確的是（）A。反應物和酶均可自由通過反應柱 B。反應物和酶均不能通過反應柱C。反應物能通過，酶不能通過 D.反應物不能通過，酶能通過解析：在反應柱中，酶顆粒無法通過篩板上的小孔，而反應液卻可以自由出入。答案：C5.關(guān)于固定化酶中的酶說法正確的是()A。酶的種類多樣，可催化一系列的酶促反應B.酶被固定在不溶于水的載體上，可反復利用C.酶作為催化劑,反應前后結(jié)構(gòu)不改變，所以固定化酶可永遠利用下去D.固定化酶由于被固定在載體上，所以喪失了酶的高效性和專一性特點解析:固定化酶固定在一種顆粒狀的載體上,可以反復利用；每種酶只能催化特定的化學反應；固定化酶仍具有高效性和專一性。答案:B6。固定化酶和固定化細胞常用的方法不包括（)A.射線刺激法 B。包埋法 C.化學結(jié)合法 D。物理吸附法解析：固定化酶和固定化細胞常用物理或化學方法固定，如包埋法、化學結(jié)合法和物理吸附法.答案：A7.固定化細胞常用包埋法固定化，原因是（）A.包埋法固定化操作最簡便 B。包埋法對酶活性的影響最小C。包埋法固定化具有普遍性 D。細胞體積大,難以被吸附或結(jié)合解析：由于細胞體積大,難以被吸附或結(jié)合,常用包埋法固定化.答案：D8。常用的包埋法固定化細胞,需用到不溶于水的多孔性載體，下列不能當作載體的是(）A。瓊脂糖 B.蔗糖 C.海藻酸鈉 D。明膠解析：包埋法固定化細胞常用的載體有:明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等。答案:B9。下面制備固定化酵母細胞的正確步驟是(）①配制CaCl2溶液②海藻酸鈉溶化③海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合④酵母細胞活化⑤固定化酵母細胞A。①②③④⑤ B.④①③②⑤ C。④⑤②①③ D。④①②③⑤解析:考查固定化酵母細胞的實驗程序。答案：D10.關(guān)于配制海藻酸鈉溶液的措施正確的是（）A。用酒精燈加熱，加熱中不能攪拌 B。由于海藻酸鈉溶解速度快，所以不用加熱C。海藻酸鈉在水中溶解的速度慢,需用酒精噴燈加熱 D.采用小火間斷加熱，促進溶解解析：配制海藻酸鈉溶液實驗中，用酒精燈加熱，邊加熱邊攪拌,采用小火間斷加熱，促進溶解。答案:D11。請參照細胞固定化技術(shù)的相關(guān)基礎(chǔ)知識，完成下列問題：(1）細胞固定化技術(shù)一般采用包埋法固定化，采用該方法的原因是。(2)包埋法固定化是指。（3)包埋法固定化細胞常用的載體有。（4）與固定化酶技術(shù)相比，固定化細胞技術(shù)的優(yōu)點是。（答出兩種即可）(5）制備固定化酵母細胞的四個大步驟是：①。②。③.④。解析：這是一道關(guān)于固定化技術(shù)的實驗設(shè)計題，考查的知識點包括：細胞固定化采用包埋法的原因、包埋法固定化的概念及常用載體、固定化技術(shù)的優(yōu)點以及制備固定化酵母細胞的步驟。答案：(1）細胞個大，不易從包埋材料中漏出（2）將微生物細胞均勻地包埋在不溶于水的多孔性載體中（3）明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺等（4)成本更低,操作更容易(5）①酵母細胞的活化②溶化海藻酸鈉③海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合④酵母細胞的固定化12。下圖是酶工程基本過程圖解。請完成下列問題：(1）加酶洗衣粉中的酶需經(jīng)過哪幾個步驟才能使用?（填圖解中字母）。（2）C過程常用的方法有、、等。E過程中的幾種固定方式為、、等。解析：本題考查的知識點包括：酶制劑的生產(chǎn)過程、分離純化常用的方法、固定化技術(shù)常用的方法。答案：（1）ABCD（2)蒸餾萃取離子交換吸附連結(jié)包埋13.某酒廠以大米為主原料，利用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)酒精度不低于12度的米酒,其主要工藝流程如下：糖化發(fā)酵后加工（勾兌、儲運等）試就生產(chǎn)過程完成下列問題：（1）糖化階段主要包括蒸煮大米及加入“糖化酶”等。大米蒸煮的目的是。“糖化酶”應包括的主要酶類有，糖化酶使（大米中)淀粉發(fā)生的主要變化是。（2）發(fā)酵階段主要在5m3的發(fā)酵罐中進行，主要工藝為：加料（糖化后的米漿)→接種菌種（主要為酵母菌）→通氣培養(yǎng)→密封發(fā)酵。①接種后通氣培養(yǎng)的主要目的是，此時酵母菌主要以迅速繁殖。在接種時常加入尿素或其他氮肥，其目的是。②“密封”的目的是。（3）下圖坐標曲線代表氧分壓:①圖中曲線反映酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生CO2的變化.②圖中曲線反映酵母菌有氧呼吸耗糖速率的變化。(4)請用曲線在上圖右側(cè)方框內(nèi)表示發(fā)酵階段酵母菌種群個體數(shù)量的變化情況。解析：（1）蒸煮是為糖化打基礎(chǔ)，經(jīng)過蒸煮,利于酶發(fā)揮作用充分催化淀粉的分解。糖化的目的是使淀粉分解為酵母菌可直接利用的物質(zhì)葡萄糖，淀粉分解為葡萄糖的過程：淀粉淀粉酶麥芽糖麥芽糖酶葡萄糖。（2）在密封發(fā)酵前，一般先通氣培養(yǎng)，目的是讓酵母菌進行有氧呼吸提供能量滿足其大量繁殖的需要，以便有足夠的酵母菌進行發(fā)酵生成酒精，酵母菌一般進行出芽生殖；加入尿素或其他氮肥是為了滿足酵母菌生長發(fā)育對大量N元素的需求；酵母菌是兼性厭氧生物，密封是為了隔絕氧氣讓酵母菌進行發(fā)酵產(chǎn)生大量酒精。（3）①酵母菌無氧呼吸是在缺氧條件下進行的,隨著氧氣濃度的增加，無氧呼吸會逐漸減弱，所以無氧呼吸CO2的產(chǎn)生量逐漸減少,故選A。②隨著氧分壓增大,氧氣濃度升高，酵母菌有氧呼吸會增強，葡萄糖的消耗自然會逐漸增加,故選B。③酵母菌的大量繁殖是在通氣階段。在發(fā)酵階段，酵母菌基本不再繁殖，其個體數(shù)量基本不再變化.答案：（1）高溫可使淀粉等大分子變性，便于酶的催化淀粉酶和麥芽糖酶淀粉→麥芽糖→葡萄糖（2）①使酵母菌呼吸作用旺盛，能量充足而迅速繁殖出芽方式提供菌種生長所需的礦質(zhì)（N)元素②造成缺氧環(huán)境，利用酵母菌發(fā)酵（3）①A②B（4）如下圖14.圖表示酵母菌的某種生殖方式，請據(jù)圖分析完成：（1）從圖中分析，此時酵母菌的生殖方式是.（2）酵母菌與硝化細菌相比較,其結(jié)構(gòu)上最明顯的不同是,在生態(tài)系統(tǒng)中酵母菌屬于（成分）。（3）在酵母菌釀酒過程中，首先必須進行擴大培養(yǎng)，以提高酵母菌的數(shù)量，此時應采取的措施是。要生產(chǎn)酒精，也必須控制好條件，其中最重要的措施是，有關(guān)產(chǎn)生酒精的方程式為。（4）酵母菌同時進行有氧呼吸和乙醇發(fā)酵，假如等量的葡萄糖在有氧呼吸和乙醇發(fā)酵中被消耗掉，則消耗的氧氣量和二氧化碳產(chǎn)生量之比是.（5）酵母菌同時進行有氧呼吸和乙醇發(fā)酵,假如有氧呼吸和乙醇發(fā)酵所生成的二氧化碳量相等，則消耗的氧氣量和二氧化碳產(chǎn)生量之比是。（6）現(xiàn)代生物工程技術(shù)利用“重組酵母"生產(chǎn)乙肝疫苗，其首先必須經(jīng)過工程技術(shù)生產(chǎn)菌種.寫出“重組酵母”表達乙肝疫苗的表達式。(7）日本麒麟啤酒公司應用現(xiàn)代科學技術(shù)，開發(fā)出一種生物反應器，將啤酒酵母細胞固定在海藻酸鈣株（作為載體）上，裝進生物反應器中，使釀造啤酒的原料（麥芽、糖化液)連續(xù)通過生物反應器中與固定化的啤酒酵母快速而充分反應，并很快產(chǎn)生酒精。與傳統(tǒng)的啤酒釀造方法相比，該方法有何優(yōu)點？（至少說出三點）解析:這是一道綜合題，全面考查學生運用所學知識解決問題的能力?？疾?/p>